package com.gome.security.util.ElGamal;

import java.security.AlgorithmParameterGenerator;
import java.security.AlgorithmParameters;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.DHParameterSpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
/**
 * 1、这个是一个单向传递数据的过程，这个和RSA不同，RSA的公钥私钥都可以用来做加解密数据的
2、这里java6不支持ElGamal算法，BouncyCastle支持这个算法
3、这里的公钥私钥长度几乎一致
4、这里只有“公钥加密、私钥解密”这一个原则
 * @author tx_hemaojie
 *
 */
public abstract class ElGamalCoder {
	// 非对称密钥算法
	public static final String KEY_ALGORITHM = "ElGamal";
	/**
	 * 密钥长度，DH算法的默认密钥长度是1024 密钥长度必须是8的倍数，在160到16384位之间 ,8的倍数
	 * */

	private static final int KEY_SIZE = 256;

	// 公钥
	private static final String PUBLIC_KEY = "ElGamalPublicKey";

	// 私钥
	private static final String PRIVATE_KEY = "ElGamalPrivateKey";

	/**
	 * 初始化密钥对
	 * 
	 * @return Map 甲方密钥的Map
	 * */

	public static Map<String, Object> initKey() throws Exception {
		// 加入对BouncyCastle支持
		Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
		AlgorithmParameterGenerator apg = AlgorithmParameterGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		// 初始化参数生成器
		apg.init(KEY_SIZE);
		// 生成算法参数
		AlgorithmParameters params = apg.generateParameters();
		// 构建参数材料
		DHParameterSpec elParams = (DHParameterSpec) params.getParameterSpec(DHParameterSpec.class);

		// 实例化密钥生成器
		KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);

		// 初始化密钥对生成器
		kpg.initialize(elParams, new SecureRandom());

		KeyPair keyPair = kpg.generateKeyPair();
		// 甲方公钥
		PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
		// 甲方私钥
		PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
		// 将密钥存储在map中
		Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>();
		keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
		keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
		return keyMap;

	}

	/**
	 * 公钥加密
	 * 
	 * @param data 待加密数据
	 * @param key
	 *            密钥
	 * @return byte[] 加密数据
	 * */
	public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
		//加入BouncyCastleProvider支持
	    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
		// 实例化密钥工厂
		KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		// 初始化公钥
		// 密钥材料转换
		X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(key);
		// 产生公钥
		PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);

		// 数据加密
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);
		return cipher.doFinal(data);
	}

	/**
	 * 私钥解密
	 * 
	 * @param data
	 *            待解密数据
	 * @param key
	 *            密钥
	 * @return byte[] 解密数据
	 * */
	public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
		
		//加入BouncyCastleProvider支持
	    Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
		// 取得私钥
		PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(key);
		
		KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		// 生成私钥
		PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
		// 数据解密
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
		return cipher.doFinal(data);
	}

	
	/**
	 * 取得私钥
	 * @param keyMap 密钥map
	 * @return byte[] 私钥
	 * */
	public static byte[] getPrivateKey(Map<String,Object> keyMap){
		Key key=(Key)keyMap.get(PRIVATE_KEY);
		return key.getEncoded();
	}
	/**
	 * 取得公钥
	 * @param keyMap 密钥map
	 * @return byte[] 公钥
	 * */
	public static byte[] getPublicKey(Map<String,Object> keyMap) throws Exception{
		Key key=(Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
		return key.getEncoded();
	}
	
	
	/**
	 * @param args
	 * @throws Exception 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//初始化密钥
		//生成密钥对
		Map<String,Object> keyMap=ElGamalCoder.initKey();
		//公钥
		byte[] publicKey=ElGamalCoder.getPublicKey(keyMap);
		//私钥
		byte[] privateKey=ElGamalCoder.getPrivateKey(keyMap);
		System.out.println("公钥：\n"+Base64.encodeBase64String(publicKey));
		System.out.println("私钥：\n"+Base64.encodeBase64String(privateKey));
		System.out.println("================密钥对构造完毕,甲方将公钥公布给乙方，开始进行加密数据的传输=============");
		String str="ElGamal密码交换算法";
		System.out.println("===========甲方向乙方发送加密数据==============");
		System.out.println("原文:"+str);
		//乙方使用公钥对数据进行加密
		byte[] code2=ElGamalCoder.encryptByPublicKey(str.getBytes(), publicKey);
		System.out.println("===========乙方使用公钥对数据进行加密==============");
		System.out.println("加密后的数据："+Base64.encodeBase64String(code2));
		//甲方使用私钥对数据进行解密
		byte[] decode2=ElGamalCoder.decryptByPrivateKey(code2, privateKey);
		
		System.out.println("甲方解密后的数据："+new String(decode2));
	}
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
}
